DE102022108996A1 - LIGHT CONDUCTING ELEMENT, FOR EXAMPLE, FOR EXHAUST SIGN LIGHTS - Google Patents
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Abstract
Ein Lichtleitelement (10) beispielsweise für eine Rettungszeichenleuchte (100) weist einen plattenförmigen Lichtleiter (11) mit einer an einer Schmalseite des Lichtleiters (11) ausgebildeten, länglichen Lichteinkoppelseite (15), welche für die Einkopplung von Licht einer länglichen Lichtquelle ausgebildet ist, wobei der Lichtleiter (11) dazu ausgebildet ist, über die Lichteinkoppelseite (15) eingestrahltes Licht an zumindest einer im Wesentlichen senkrecht zur Lichteinkoppelseite (15) ausgerichteten Flachseite (12) flächig abzustrahlen, sowie Mittel zur Auskopplung des Lichts über die Flachseite (12) des Lichtleiters (11). wobei die Mittel zur Auskopplung des Lichts durch eine Beschichtung (20) der entsprechenden Flachseite (12) des Lichtleiters (11) gebildet sind, wobei die Beschichtung (20) zumindest in dem an den Lichtleiter (11) angrenzenden Bereich porös ausgebildet ist.A light guide element (10), for example for an escape sign light (100), has a plate-shaped light guide (11) with an elongated light coupling side (15) formed on a narrow side of the light guide (11), which is designed for the coupling of light from an elongated light source, wherein the light guide (11) is designed to radiate light irradiated via the light input side (15) flatly on at least one flat side (12) which is essentially perpendicular to the light input side (15), and means for coupling out the light via the flat side (12) of the light guide (11). wherein the means for coupling out the light are formed by a coating (20) of the corresponding flat side (12) of the light guide (11), the coating (20) being porous at least in the area adjacent to the light guide (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein plattenförmiges Lichtleitelement, welches beispielsweise zur Verwendung bei einer Rettungszeichenleuchte vorgesehen ist.The present invention relates to a plate-shaped light-guiding element, which is intended, for example, for use in an escape sign light.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Rettungszeichenleuchten bekannt. Moderne und ästhetisch ansprechende Rettungszeichenleuchten weisen meist ein außenliegendes Lichtleitelement auf, wobei an Flachseiten des Lichtleitelements üblicherweise zumindest ein Rettungszeichen mit einer darauf angezeigten Fluchtwegrichtung angebracht ist. Bei derartigen Rettungszeichenleuchten wird üblicherweise von einer Schmalseite des Lichtleitelements her Licht in dieses eingekoppelt, wobei das Licht nach entsprechender Weiterleitung hauptsächlich über die Flachseiten abgegeben wird, sodass das Rettungszeichen mitsamt der dargestellten Fluchtwegrichtung leicht und gut erkennbar ist. Derartige Rettungszeichenleuchten mit einem Lichtleiter sind beispielsweise aus der
Die Darstellung des Rettungszeichens erfolgt also in der Regel mithilfe eines farbig gestalteten sogenannten Piktogramms, welches mithilfe des Lichtleitelements gleichmäßig hell erscheinen sollte. Die hierfür erforderliche homogene, gleichmäßige Lichtabgabe über eine größere Fläche hinweg wird bei Lichtleitelementen üblicherweise dadurch erzielt, dass an der zur Lichtabgabe vorgesehenen Flachseite gezielt Auskoppelmaßnahmen vorgesehen sind, mit deren Hilfe das mittels Totalreflexionen innerhalb des Lichtleitelements weitergeleitete Licht ausgekoppelt wird. Es kann sich hierbei um Aufrauhungen oder vergleichbare Strukturen handeln, welche einen Teil des Lichts seitlich aus dem Lichtleitelement auskoppeln, einen anderen Teil allerdings mittels Totalreflexion weiterleiten, sodass eine gleichmäßige Lichtabgabe über die gesamte Fläche hinweg ermöglicht wird.The escape sign is usually displayed using a colored so-called pictogram, which should appear uniformly bright using the light-guiding element. The homogeneous, uniform light emission required for this over a larger area is usually achieved with light-guiding elements by specifically providing decoupling measures on the flat side intended for light emission, with the help of which the light transmitted by means of total reflections within the light-guiding element is decoupled. These can be roughenings or comparable structures that couple out part of the light from the side of the light-guiding element, but transmit another part by means of total reflection, so that uniform light emission across the entire surface is possible.
Bei Piktogrammen von Rettungszeichenleuchten handelt es sich wie bereits erwähnt um farbige Darstellungen, die durch das in dem Lichtleiter, der üblicherweise farbneutral ausgeführt ist, weitergeleitete Licht gleichmäßig illuminiert werden sollen. Es stellt sich dann die Frage, in welcher Weise die das Piktogramm darstellende Information an der Außenseite des Lichtleitelements angebracht wird.As already mentioned, pictograms of escape sign lights are colored representations that are intended to be evenly illuminated by the light transmitted in the light guide, which is usually color-neutral. The question then arises as to how the information representing the pictogram is attached to the outside of the light-guiding element.
Die naheliegende Maßnahme besteht darin, die zur Darstellung des Rettungswegs genutzte Fläche des Lichtleitelements entsprechend mit einer Farbschicht bzw. einer farbigen Darstellung zu versehen. Dies könnte beispielsweise durch Bedrucken des Lichtleiters oder anderweitig erfolgen, was eine herstellungstechnisch einfache Maßnahme darstellen würde.The obvious measure is to provide the surface of the light-guiding element used to represent the escape route with a layer of color or a colored representation. This could be done, for example, by printing on the light guide or in another way, which would represent a simple measure in terms of manufacturing technology.
Direkt auf die Oberfläche eines Lichtleitelements aufgebrachte Farbe führt allerdings zur unmittelbaren Auskopplung des auf die Farbschicht auftreffenden Lichts, da die entsprechenden Pigmente der Farbe das Licht derart streuen, dass dieses nicht mehr mittels Totalreflexion weitergeleitet wird. Diese Vorgehensweise ist dementsprechend nur dann sinnvoll, wenn anderweitig sichergestellt ist, dass in den Lichtleiter eingekoppeltes Licht auch auf von der Lichteinkoppelseite entfernte Bereiche treffen kann. Dementsprechend ist diese Lösung lediglich bei verhältnismäßig dicken Lichtleitern oder Lichtleitern, welche ausgehend von der Lichteinkoppelseite sind keilförmig verjüngend ausgebildet sind, praktikabel. Bei eher dünnen Lichtleitern hingegen, die eine Dicke von lediglich einigen Millimetern aufweisen, würde diese Vorgehensweise zu einer nicht homogenen Lichtabgabe führen, da ein nur sehr geringer Lichtanteil in entfernter liegende Bereiche des Lichtleiters weitergeleitet werden würde.However, paint applied directly to the surface of a light-guiding element leads to the direct coupling out of the light striking the paint layer, since the corresponding pigments of the paint scatter the light in such a way that it is no longer transmitted by means of total reflection. This procedure therefore only makes sense if it is otherwise ensured that light coupled into the light guide can also reach areas remote from the light coupling side. Accordingly, this solution is only practical for relatively thick light guides or light guides which are designed to taper in a wedge shape starting from the light input side. However, in the case of rather thin light guides, which are only a few millimeters thick, this procedure would lead to a non-homogeneous light emission, since only a very small proportion of light would be passed on to more distant areas of the light guide.
Dementsprechend wurde nach Lösungen gesucht, auch bei verhältnismäßig dünnen Lichtleitelementen trotz allem eine gleichmäßige Lichtabgabe erzielen zu können. Überwiegend beruhen derartige Lösungen darauf, dass das Piktogramm mithilfe eines separaten Bauteils realisiert wird, welches nicht für die eigentliche Lichtauskopplung aus dem Lichtleitelement verantwortlich ist. Beispielsweise kann das Piktogramm in Form einer Folie oder einer weiteren dünnen Scheibe vorliegen, die dann an der Außenfläche des Lichtleitelements anliegt. Dieses kann dann wiederum derart gestaltet sein, dass durch geeignete Lichtauskoppelstrukturen eine homogene und gleichmäßige Lichtabgabe über die gesamte Fläche hinweg erfolgt. Offensichtlich führen allerdings derartige Maßnahmen zu einem erhöhten Aufwand, da ein zusätzliches Bauteil erforderlich ist.Accordingly, solutions were sought to achieve uniform light emission even with relatively thin light-guiding elements. Such solutions are predominantly based on the fact that the pictogram is implemented using a separate component that is not responsible for the actual light extraction from the light-guiding element. For example, the pictogram can be in the form of a film or another thin disk, which then rests on the outer surface of the light-guiding element. This can then be designed in such a way that a homogeneous and uniform light emission takes place over the entire surface using suitable light decoupling structures. However, such measures obviously lead to increased effort because an additional component is required.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabenstellung zugrunde, eine neuartige Möglichkeit anzubieten, auch bei sehr dünn gestalteten Lichtleitelementen eine gleichmäßige Lichtauskopplung realisieren zu können, allerdings den Aufwand zur Beleuchtung beispielsweise eines Piktogramms oder einer anderweitigen graphischen Information zu reduzieren.The present invention is therefore based on the task of offering a novel possibility of being able to achieve uniform light extraction even with very thin light-guiding elements, but of reducing the effort required to illuminate, for example, a pictogram or other graphic information.
Die Aufgabe wird durch ein Lichtleitelement, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a light-guiding element which has the features of claim 1 and by a method according to claim 14. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, analog zu dicken oder keilförmigen Lichtleitelementen die Flachseite des Lichtleiters unmittelbar mit einer Beschichtung zu versehen, welche beispielsweise die Information hinsichtlich der darzustellenden Rettungsweganzeige enthält. Erfindungsgemäß ist allerdings nunmehr vorgesehen, dass diese Beschichtung zumindest in dem an den Lichtleiter angrenzenden Bereich porös ausgebildet ist.The concept according to the invention provides, analogously to thick or wedge-shaped light-guiding elements th to provide the flat side of the light guide directly with a coating which, for example, contains the information regarding the escape route display to be displayed. According to the invention, however, it is now provided that this coating is designed to be porous at least in the area adjacent to the light guide.
Diese Maßnahme hat zur Folge, dass auf die Beschichtung auftreffendes Licht im Gegensatz zu bislang bekannten Lösungen nicht vollständig ausgekoppelt wird, sondern lediglich ein Teil hiervon. Ein anderer Teil wiederum, der im Grenzbereich zwischen Lichtleiter und Beschichtung auf eine entsprechende Pore, also einen Lufteinschluss innerhalb der Beschichtung trifft, wird totalreflektiert und kann somit innerhalb des Lichtleitelements weiterwandern. Hierdurch ist gewährleistet, dass letztendlich über die gesamte Flachseite des Lichtleitelements hinweg Licht abgegeben wird. Die Beschichtung dient dementsprechend einerseits der Darstellung der gewünschten Information, andererseits stellt sie eine geeignete Maßnahme zur Lichtauskopplung dar, die nunmehr allerdings analog zur klassischen Lichtauskoppelstrukturen derart ausgeführt ist, dass eine homogene und gleichmäßige Lichtabgabe erzielt werden kann.This measure means that, in contrast to previously known solutions, light striking the coating is not completely coupled out, but only a part of it. Another part, which hits a corresponding pore, i.e. an air pocket within the coating, in the border area between the light guide and the coating, is totally reflected and can therefore continue to migrate within the light-guiding element. This ensures that light is ultimately emitted over the entire flat side of the light-guiding element. The coating therefore serves, on the one hand, to display the desired information, and on the other hand, it represents a suitable measure for light extraction, which, however, is now designed analogously to classic light extraction structures in such a way that a homogeneous and uniform light emission can be achieved.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also ein Lichtleitelement beispielsweise für eine Rettungszeichenleuchte vorgeschlagen, wobei das Lichtleitelement aufweist:
- • einen plattenförmigen Lichtleiter mit einer an einer Schmalseite des Lichtleiters ausgebildeten, länglichen Lichteinkoppelseite, welche für die Einkopplung von Licht einer länglichen Lichtquelle ausgebildet ist, wobei der Lichtleiter dazu ausgebildet ist, über die Lichteinkoppelseite eingestrahltes Licht an zumindest einer im Wesentlichen senkrecht zur Lichteinkoppelseite ausgerichteten Flachseite flächig abzustrahlen, sowie
- • Mittel zur Auskopplung des Lichts über die Flachseite des Lichtleiters,
- • a plate-shaped light guide with an elongated light coupling side formed on a narrow side of the light guide, which is designed for the coupling of light from an elongated light source, the light guide being designed to transmit light irradiated via the light coupling side to at least one flat side aligned essentially perpendicular to the light coupling side radiate flatly, as well as
- • Means for coupling out the light via the flat side of the light guide,
Die erfindungsgemäße Maßnahme stellt somit eine besonders elegante Möglichkeit dar, graphische Informationen mithilfe eines Lichtleiters flächig zu hinterleuchten. Wie bereits erläutert erfüllt die Beschichtung im vorliegenden Fall zwei Funktionen, einerseits dient sie der Darstellung der graphischen Information, andererseits ist sie für die gewünschte gleichmäßige Auskopplung des Lichts aus dem Lichtleiter verantwortlich.The measure according to the invention therefore represents a particularly elegant way of backlighting graphic information over a large area using a light guide. As already explained, the coating in the present case fulfills two functions: on the one hand, it serves to display the graphic information, and on the other hand, it is responsible for the desired uniform coupling of the light from the light guide.
Die Beschichtung kann dabei insbesondere zumindest teilweise farbig sein, wobei selbstverständlich denkbar ist, dass Bereiche mit unterschiedlicher Farbe vorgesehen sind. Selbst eine lediglich in einer einzigen Farbe vorliegende Beschichtung wäre grundsätzlich denkbar, wobei in diesem Fall dann die Beschichtung in erster Linie der gleichmäßigen Auskopplung des Lichts aus dem Lichtleiter dient. In diesem Fall würde dann das erfindungsgemäße Lichtleitelement nicht zur Darstellung von Informationen sondern in erster Linie als größere leuchtende Fläche zu Beleuchtungszwecken genutzt werden.The coating can in particular be at least partially colored, although it is of course conceivable that areas with different colors are provided. Even a coating in just a single color would be conceivable in principle, in which case the coating would primarily serve to uniformly decouple the light from the light guide. In this case, the light-guiding element according to the invention would not be used to display information but primarily as a larger luminous surface for lighting purposes.
Der Lichtleiter weist gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Dicke von etwa zwei bis vier Millimetern, insbesondere eine Dicke von etwa 3 Millimetern auf. Die Beschichtung kann dabei die entsprechende Seite des Lichtleiters insbesondere großflächig bedecken. Grundsätzlich wäre allerdings auch denkbar, je nach Art der gewünschten Lichtauskopplung die Beschichtung lediglich in Form von bestimmten Strukturen oder Mustern aufzubringen.According to the present invention, the light guide preferably has a thickness of approximately two to four millimeters, in particular a thickness of approximately 3 millimeters. The coating can cover the corresponding side of the light guide, in particular over a large area. In principle, however, it would also be conceivable to apply the coating only in the form of certain structures or patterns, depending on the type of light extraction desired.
Analog zu bekannten Lichtauskoppelstrukturen für Lichtleiter kann ferner vorgesehen sein, dass eine Dichte von in der Beschichtung enthaltenen Poren mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelseite abnimmt. Diese Maßnahme berücksichtigt, dass mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelseite der Anteil des Lichts innerhalb des Lichtleiters abnimmt, da bereits ein Teil des Lichts ausgekoppelt wurde. Durch eine Reduzierung der Porendichte und damit eine Erhöhung der Effizienz der Lichtauskopplung wird dies berücksichtigt und sichergestellt, dass trotz allem insgesamt gesehen eine homogene Lichtabgabe vorliegt.Analogous to known light coupling structures for light guides, it can also be provided that a density of pores contained in the coating decreases with increasing distance from the light coupling side. This measure takes into account that the proportion of light within the light guide decreases as the distance from the light input side increases, since part of the light has already been coupled out. By reducing the pore density and thus increasing the efficiency of light extraction, this is taken into account and ensures that, despite everything, there is a homogeneous light output overall.
Die Beschichtung kann dabei ferner auch derart ausgeführt sein, dass sie insgesamt gesehen eine Licht-bündelnde Wirkung. Dies kann dann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die von dem Lichtleiter abgewandte Außenseite der Beschichtung entsprechend geformt oder strukturiert ist. Alternativ hierzu wäre auch denkbar, die Beschichtung derart auszuführen, dass sie Licht-streuend wirkt. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn wie beispielsweise bei Rettungszeichenleuchten das entsprechend hinterleuchtete Symbol aus allen Richtungen gut erkennbar sein soll.The coating can also be designed in such a way that, viewed overall, it has a light-concentrating effect. This can then be realized, for example, by having the outside of the coating facing away from the light guide shaped or structured accordingly. Alternatively, it would also be conceivable to design the coating in such a way that it has a light-scattering effect. This is particularly useful if, for example with escape sign lights, the corresponding backlit symbol needs to be clearly visible from all directions.
Selbstverständlich wäre es denkbar, dass nicht nur eine, sondern beide Flachseiten des Lichtleitelements eine entsprechende Beschichtung aufweisen.Of course, it would be conceivable for not just one, but both flat sides of the light-guiding element to have a corresponding coating.
Das erfindungsgemäße Aufbringen der Beschichtung derart, dass zumindest im Grenzbereich entsprechende Poren gebildet werden, kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Besonders bevorzugt ist die Nutzung eines 3D-Druckverfahrens, welches die Möglichkeit eröffnet, gezielt Einfluss auf die Ausgestaltung und Dichte der Poren im Grenzbereich zu nehmen. Dies führt zu einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung des Lichtleitelements.The application of the coating according to the invention in such a way that corresponding pores are formed at least in the border region can be carried out in different ways. The use of a 3D printing process is particularly preferred, which opens up the possibility of specifically influencing the design and density of the pores in the border area. This leads to a particularly simple and cost-effective production of the light-guiding element.
Gemäß der Erfindung wird auch eine Leuchte vorgeschlagen, welche längliche Leuchtmittel sowie ein den Leuchtmitteln zugeordnetes Lichtleitelement aufweist, welches wie oben beschrieben ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich bei dieser Leuchte um eine Rettungszeichenleuchte handeln.According to the invention, a lamp is also proposed which has elongated lamps and a light-guiding element assigned to the lamps, which is designed as described above. In particular, this light can be an escape sign light.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtleitelements vorgeschlagen, wobei das Verfahren aufweist:
- a) Bereitstellen eines plattenförmigen Lichtleiters mit einer an einer Schmalseite des Lichtleiters ausgebildeten, länglichen Lichteinkoppelseite, welche für die Einkopplung von Licht einer länglichen Lichtquelle ausgebildet ist, wobei der Lichtleiter dazu ausgebildet ist, über die Lichteinkoppelseite eingestrahltes Licht an zumindest einer im Wesentlichen senkrecht zur Lichteinkoppelseite ausgerichteten Flachseite flächig abzustrahlen, und
- b) Beschichten der zur Lichtabgabe vorgesehenen Flachseite des Lichtleiters derart, dass in dem an den Lichtleiter angrenzenden Bereich die Beschichtung porös ausgebildet ist.
- a) Providing a plate-shaped light guide with an elongated light coupling side formed on a narrow side of the light guide, which is designed for the coupling of light from an elongated light source, the light guide being designed to transmit light irradiated via the light coupling side to at least one substantially perpendicular to the light coupling side to be radiated flat on the aligned flat side, and
- b) Coating the flat side of the light guide intended for light emission in such a way that the coating is porous in the area adjacent to the light guide.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtleitelements in Form einer Rettungszeichenleuchte; -
2 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Lichtleitelements; und -
3 eine vergrößerte Darstellung der erfindungsgemäß ausgestalteten Beschichtung.
-
1 an example of an application of a light-guiding element according to the invention in the form of an escape sign light; -
2 a schematic sectional view of a light-guiding element according to the invention; and -
3 an enlarged view of the coating designed according to the invention.
Als Anwendungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ist in
Die Rettungszeichenleuchte 100 weist also zunächst ein längliches, etwa quaderförmiges Gehäuse 110 auf, in dem nicht näher dargestellte Leuchtmittel sowie elektronische Komponenten 115 zum Betreiben der Leuchtmittel angeordnet sind. Von der Unterseite des Gehäuses 110 erstreckt sich vertikal ein flächiges Lichtleitelement 10, welches im Idealfall sehr dünn ausgeführt ist und eine Dicke d von nur wenigen Millimetern aufweist. Bei den üblichen Abmessungen des dargestellten Rettungswegsymbols ist insbesondere vorgesehen, dass die Dicke d lediglich im Bereich zwischen 2 und 4 Millimetern, insbesondere bei 3 Millimetern liegt.The
Das Lichtleitelement 10 besteht dabei primär aus einem flächigen Lichtleiter 11, dessen Oberseite 15 eine längliche Lichteinkoppelfläche bildet, die den nicht dargestellten Leuchtmitteln zugeordnet ist. Über diese Lichteinkoppelfläche 15 wird also Licht in dem plattenförmigen Lichtleiter 11 eingestrahlt und in bekannter Weise mittels Totalreflexionen derart weitergeleitet, dass es sich über den gesamten Lichtleiter 11 hinweg verteilt.The light-guiding
An zumindest einer Flachseite, hier an der Vorderseite 12 des Lichtleiters 11 ist dann vorgesehen, dass das Licht seitlich abgestrahlt wird, wobei mithilfe des abgegebenen Lichts das farbig an dieser Flachseite 12 vorgesehene Piktogramm 50, mit dessen Hilfe im vorliegenden Anwendungsbeispiel die Richtung eines Rettungswegs angezeigt werden soll, beleuchtet wird. Um diese gleichmäßige Beleuchtung des Piktogramms 50 zu ermöglichen, muss der Lichtleiter 11 derart ausgeführt sein, dass das an lediglich einer Seite, nämlich der Lichteinkoppelseite 15 eingestrahlte Licht möglichst gleichmäßig und homogen über die entsprechende Flachseite 12 abgegeben wird.On at least one flat side, here on the
Wie bereits erläutert ist nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Außenfläche des Lichtleiters 11 selbst keine entsprechenden Lichtauskoppelstrukturen aufweist, sondern stattdessen mit einer geeigneten Beschichtung versehen ist, welche diese Funktion erfüllt. Dieses erfindungsgemäße Konzept wird anhand der
Die Besonderheit der erfindungsgemäß auf die Außenfläche 12 des Lichtleiters 11 aufgebrachten Beschichtung 20 besteht dabei darin, dass diese nicht vollständig geschlossen ausgeführt ist, wie dies üblicherweise bei farbigen Beschichtungen in Form von Lacken oder dergleichen der Fall wäre. Stattdessen ist die Beschichtung - wie die
Wie bei Lichtleitern üblich hat dies dann zur Folge, dass auf derartige Poren 25 auftreffende Lichtstrahlen den Lichtleiter 11 nicht verlassen können, sondern hier totalreflektiert und damit innerhalb des Lichtleiters 11 weitergeleitet werden. Beispielhaft ist dies erkennbar an dem in
Entscheidend dafür, ob ein Lichtstrahl aus dem Lichtleiter 11 ausgekoppelt wird, ist also, ob er im Übergangsbereich zur Beschichtung 20 auf eine Pore 25 der Beschichtung trifft oder nicht. Damit ist für den erfindungsgemäßen Effekt wesentlich, dass zumindest am Grenzbereich zum Lichtleiter 11 die Beschichtung 20 die erwähnten Poren 25 ausbildet.The decisive factor as to whether a light beam is coupled out of the
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht nunmehr darin, dass selbstverständlich die Beschichtung 20 farbig ausgeführt sein kann und dementsprechend zum Darstellen des Piktogramms genutzt werden kann. Gleichzeitig erfüllt sie allerdings auch die Funktion der Lichtauskopplungselemente eines klassischen Lichtleiters, sodass auf zusätzliche Maßnahmen zur Lichtauskopplung verzichtet werden kann.The particular advantage of the solution according to the invention is that, of course, the
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass hinsichtlich der Dichte der Poren 25 in der Beschichtung 20 gezielt Einfluss genommen werden kann. So besteht insbesondere die Möglichkeit, die Beschichtung 20 derart auszuführen, dass die Dichte der Poren mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelseite 15 des Lichtleiters 11 abnimmt. Analog zu klassischen Lichtauskoppelstrukturen trägt dies dem Umstand Rechnung, dass aufgrund der Lichtauskopplung zunehmend weniger Licht in entfernter von der Lichteinkoppelseite 15 liegende Bereiche des Lichtleiters 11 gelangen kann. Durch eine Reduzierung der Poren 25 bzw. Porendichte, welche den gleichen Effekt zu einer Erhöhung klassischer Lichtauskoppelstrukturen hat, wird diesem Umstand Rechnung getragen und sichergestellt, dass trotz allem über die gesamte Fläche des Lichtleiters 11 hinweg, insbesondere unabhängig von der Entfernung zur Lichteinkoppelseite 15 Licht abgegeben wird. Eine homogene und gleichmäßige Beleuchtung des Piktogramms 50 ist auf diese Weise gewährleistet.A further advantage of the solution according to the invention is that the density of the
Das erfindungsgemäße Konzept kann mit sämtlichen Vorgehensweisen zum Beschichten des Lichtleiters realisiert werden, durch die gewährleistet ist, dass im Grenzbereich die oben beschriebenen Poren oder anderweitigen Lufteinschlüsse gebildet werden. Anbieten würde sich beispielsweise eine Beschichtung mittels Digitaldruck, Siebdruck oder Lackieren. Insbesondere Beschichtungen mittels 3D-Druckverfahren bzw. Lasersintern oder selektivem Lasersintern wären denkbar. Auch Beschichtungsverfahren über Nassphasen, Gasphasen oder Emulsionen bzw. Dispersionen bzw. Kombinationen hiervon wären denkbar.The concept according to the invention can be implemented using all procedures for coating the light guide, which ensure that the above-described pores or other air inclusions are formed in the border area. For example, a coating using digital printing, screen printing or painting would be an option. In particular, coatings using 3D printing processes or laser sintering or selective laser sintering would be conceivable. Coating processes using wet phases, gas phases or emulsions or dispersions or combinations thereof would also be conceivable.
Besonders bevorzugt ist wie bereits erwähnt eine Beschichtung mittels 3D-Druck, da hier in besonders einfacher Weise die Möglichkeit besteht, nicht nur die Farbgebung der Beschichtung und damit die Darstellung von Hinweisinformationen zu beeinflussen, sondern auch Einfluss auf die Dichte der erfindungswesentlichen Poren zu nehmen. Ein Lichtleiter in erfindungsgemäßer Ausführungsform kann auf diesem Wege sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden und zeichnet sich ferner dadurch aus, dass er letztendlich nur aus einem einzigen Bauteil, nämlich dem direkt beschichteten Lichtleiter selbst besteht. Auf separate Komponenten wie entsprechend dünne Scheiben oder Folien, welche das zu beleuchtende Piktogramm beinhalten, kann dann verzichtet werden.As already mentioned, a coating using 3D printing is particularly preferred, since it is possible here in a particularly simple manner not only to influence the color of the coating and thus the display of information, but also to influence the density of the pores essential to the invention. A light guide in the embodiment according to the invention can be produced very easily and cost-effectively in this way and is further characterized by the fact that it ultimately consists of only a single component, namely the directly coated light guide itself. Separate components such as correspondingly thin disks or foils, which contain the pictogram to be illuminated, can then be dispensed with.
Das Beschichten des Lichtleiters mittels 3D-Druck bringt ferner den Vorteil mit sich, dass zusätzlich auch gezielt die Form der Außenfläche der Beschichtung beeinflusst werden kann, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, die Lichtabstrahlung in gewünschter Weise zu beeinflussen. So wäre beispielsweise denkbar, die Außenseite der Beschichtung mit einer entsprechenden Oberflächenform zu versehen, die Lichtbündelnd wirkt und dabei insbesondere das Licht in eine gewünschte Richtung lenkt. Selbstverständlich wäre auch denkbar, die Außenfläche der Beschichtung mit Strukturen zu versehen, die eine Licht-streuende Wirkung haben, wodurch dann eine Lichtabgabe in möglichst viele Richtungen gefördert wird, was zu einer besseren Sichtbarkeit des leuchtenden Piktogramms aus unterschiedlichen Richtungen führt.Coating the light guide using 3D printing also has the advantage that the shape of the outer surface of the coating can also be specifically influenced, which opens up the possibility of influencing the light emission in the desired way. For example, it would be conceivable to provide the outside of the coating with a corresponding surface shape that has a light-concentrating effect and in particular directs the light in a desired direction. Of course, it would also be conceivable to provide the outer surface of the coating with structures that have a light-scattering effect, which would then emit light into as many areas as possible directions is promoted, resulting in better visibility of the glowing pictogram from different directions.
Wie bereits erwähnt kann das Konzept allerdings auch ganz allgemein zur gezielten homogenen Lichtauskopplung aus Lichtleitern verwendet werden. Das heißt, auch Lichtleiter, die rein zu Beleuchtungszwecken eingesetzt werden oder lediglich leuchtende Flächen darstellen sollen, könnten in erfindungsgemäßer Weise beschichtet werden, um in einfacher Weise eine gleichmäßige und homogene Lichtabgabe erzielen zu können. Da in diesem Fall in erster Linie die Lichtauskopplung und Lichtabgabe, weniger die Hinterleuchtung von Symbolen oder dergleichen im Vordergrund steht, so wäre ferner auch denkbar, dass die Außenfläche des Lichtleiters nicht voll- oder zumindest großflächig geschlossen mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen ist. Stattdessen könnten auch gezielt nur bestimmte Bereiche beschichtet sein oder die Beschichtung könnte in Form regelmäßiger Muster oder Strukturen aufgebracht werden, um ein besonderes Erscheinungsbild hinsichtlich der Lichtabgabe erzielen zu können.As already mentioned, the concept can also be used in general for targeted, homogeneous light extraction from light guides. This means that light guides that are used purely for lighting purposes or are only intended to represent luminous surfaces could also be coated in the manner according to the invention in order to be able to easily achieve uniform and homogeneous light emission. Since in this case the focus is primarily on light extraction and light emission, rather than the backlighting of symbols or the like, it would also be conceivable that the outer surface of the light guide is not provided with the coating according to the invention over its entire or at least large area. Instead, only certain areas could be specifically coated or the coating could be applied in the form of regular patterns or structures in order to achieve a special appearance in terms of light emission.
Die Anwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Konzept sind dementsprechend sehr vielfältig.The possible applications for the concept according to the invention are accordingly very diverse.
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EP0457009A2 (en) | 1990-05-17 | 1991-11-21 | Nissen Kagakukogyo K.K. | Light reflective body, method of manufacturing the same, and use for the same |
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